01 制冷片的结构特征
热电制冷是利用半导体材料的珀耳帖（Peltier）效应实现制冷或加热的一种能量转换技术；当接上直流电源后，热电制冷器件的一端温度会降低，而另一端温度同时升高；另外，此现象是完全可逆的，只要改变电流方向，就可以使热量向相反的方向转移。因此，在一个热电制冷器件上可同时实现制冷和加热两种功能。
半导体制冷片内部结构示意图
商业化的半导体制冷片
商业化的半导体制冷片，一般做成平板状，冷面和热面均为导热不导电的陶瓷材料。接上直流电，制冷片就可以开始工作。
02 制冷片有哪些表征参数？如何选型？
除了基本的长度、宽度和厚度尺寸信息之外，一个典型的半导体制冷片的技术规格书中还包含如下基本信息：
Qcmax：当冷热面温差为0℃时，热电冷却器能够转移的热量。
Imax：热电冷却器允许通过的最大电流；
Vmax：热电冷却器通过最大电流时，热电冷却器两端的电压；
DTmax：当热电冷却器通过最大电流，同时，热电冷却器加载的热量为零 时，热电冷却器两端所达到的最大温差。
COP：综合性能系数（coefficientof performance），表示冷却的热量值与输 入能量的比值Qc/(V*I)；
Th：热电冷却器热端温度；
RAC：热电冷却器的电阻。
那么具体该如何选型呢？
举例说明：一款典型的半导体制冷片参数如下所示。
1>假设散热这一面的温度Th是50℃（用一般环境风来散热）；
2>假设冷端需要控制在26℃
3>假设制冷量为20W
则可以知道，温升=热面温度Th50-冷端温度26=24℃，通过规格书中的制冷量、电流、温差图，获知工作电流应为4A：
根据电流、电压、温差图，查知工作电压为4.5V。依工作电压和工作电流，计算得为实现当前热传量并维持所要求的温差，所需输入功率为Pin = I * V = 4A * 4.5V = 18 W. 换算知此时TEC综合效率系数为COP = 20W/18W= 1.11.
也就是说，此TEC要实现20W的制冷量，在环境温度为24℃时，控制芯片结温为26℃时，需要输入的额外电能为18W。
我们知道，热量是守恒的。
此制冷片输入的功耗是18W，产生的制冷量是20W，那么，热端的热功耗是多大呢？
热功耗=输入功率+制冷量=18+20=38W，也就是说，热端的发热功耗是38W。
这个要特别注意，在选择散热方式的时候，散热功率要能够匹配。
另外，对于控制电路来说，如果有恒温需求，也需要控制系统具有正负极反向的功能（正负极一换，热面和冷面也会反过来）。
03 什么情况下考虑使用热电冷却？
一般应用于低功率的场景，在两种情况下，可以考虑使用热电冷却系统。
1>有恒温需求，或者有温度上限。
比如点胶机上要求胶水的温度恒定在30℃，或40℃。因为常规情况下，不管是靠环温，还是加热棒，温度都有可能会超过设定的温度；一旦超过设定的温度，要让它再快速降温，就不得不使用制冷元件了（压缩机制冷或者半导体制冷）；
2>低温需求（一般是低于环境温度）
比如冰箱，比如运输疫苗的医疗箱等，都要求温度低于环境温度，且能恒温。
选择热电冷却必须要同时考虑如何散热的问题，不能简单理解为，只要一个半导体制冷片贴上去就行了。散热的问题，往往才是瓶颈。
04 热电冷却产品模组/成品应用类型
1>Air To Air
热面采用风冷散热，冷面也是通过风扇强制对流，将冷端附近的空气冷却。
典型应用：空调，除湿机等。
2>Air To Cold Plate
热面采用风冷散热，冷面通常是一块冷板，或者一个封闭的箱体。
典型应用：冰箱，医用试剂箱，恒温冷板工作台等。
3>Air To Liquid
热面采用风冷散热，冷面通常是一块液冷板，液体在冷板中循环带走冷量。
典型应用：冷水机，恒温水槽，点胶机控温装置等。
以上三种类型，主要是区分冷面的不同结构。
热面的散热方式，其实也有风冷和液冷。所以，还能衍生更多结构和应用。如下图所示。
另外，半导体制冷片也可以多级叠起来使用，满足更多功能需求，比如冷面尺寸极小的应用场景。
